工業金屬管道(dao)設計規范對管道(dao)材料要(yao)(yao)求主要(yao)(yao)有以下幾點:
一、一 般規定
1. 管道(dao)材(cai)料(liao)的(de)(de)選用(yong)必(bi)須依據管道(dao)的(de)(de)使用(yong)條件(設計(ji)壓力(li)、設計(ji)溫度(du)、流體類別)、經濟性(xing)、耐蝕性(xing)、材(cai)料(liao)的(de)(de)焊接及加工等性(xing)能,同(tong)時應符合本規范(fan)所提出的(de)(de)材(cai)料(liao)韌性(xing)要求及其他規定。
2. 用于管道(dao)的(de)材(cai)料,其規(gui)格與性能應符合國家現行標準的(de)規(gui)定。
3. 使用本(ben)規范未(wei)列出的(de)材料,應符合國(guo)家現行的(de)相應材料標準,包(bao)括化學成分、物(wu)理和力學特性、制造(zao)工藝(yi)方法、熱處理、檢驗以及本(ben)規范其(qi)他方面的(de)規定。
二、金屬材料的使(shi)用溫度(du)
1. 材料使用溫度,除了應符(fu)合本規(gui)范附錄A的(de)規(gui)定外,還(huan)需依據流(liu)體腐蝕的(de)影響及(ji)對材料性能的(de)影響等(deng)確(que)定。
2. 材(cai)料的使用溫(wen)度上下限應符合(he)下列規定∶
①. 材料的使用溫度(du),不應超出本規范(fan)附錄(lu)A所規定(ding)的溫度(du)上下限(xian)。
②. 未列入本規范附錄A中的材料,決定其使用溫度時應符合以下規定∶
a. 在使用溫度條件下應保證材料的適(shi)用性和可靠性;
b. 在使用溫度下,材料(liao)應具有對流體及(ji)外界環境(jing)影響的(de)抵抗力;
c. 應按本(ben)規范第3.2.3條的規定確定材料的許用應力。
三、金屬(shu)材料(liao)的低溫韌性(xing)試(shi)驗要求
1. 管道設計溫度低(di)于(yu)或等于(yu)-20℃,而高于(yu)本(ben)規范附錄A中(zhong)使用溫度下限的碳(tan)素鋼、低(di)合金(jin)鋼、中(zhong)合金(jin)鋼和高合金(jin)鐵素體鋼,出(chu)廠(chang)材料(liao)及(ji)采用焊接堆積的焊縫金(jin)屬和熱影(ying)響區應進行低(di)溫沖擊(ji)試驗。
2. 奧氏(shi)體(ti)不銹鋼,含碳量大于0.1%,設計溫度低于-20℃而高于本規范附錄A中使用溫度下限時,出廠的材料及采用焊接堆積的焊縫金屬和熱影響區應進行低溫沖擊試驗。
3. 奧氏體高(gao)合金鋼的使(shi)用溫(wen)度等于或高(gao)于-196℃時,可免做低溫(wen)沖擊試驗。
4. 符合下列條件之一(yi)時(shi),管道材(cai)料(liao)可免做(zuo)低溫沖擊(ji)試驗∶
a. 使用溫度(du)(du)等(deng)于或高于-45℃,且不低(di)于本規范附錄A 中材料(liao)使用溫度(du)(du)下限,同時,材料(liao)的厚度(du)(du)無法制(zhi)備(bei)5mm厚試樣時。
b. 除了抗拉強度下限值(zhi)大于540MPa的鋼材(cai)(cai)及螺栓材(cai)(cai)料外(wai),使用(yong)的材(cai)(cai)料在(zai)低溫(wen)低應力工況下,若設計溫(wen)度加50℃后,高于-20℃時。
注∶低溫低應力工(gong)況為(wei)設計(ji)溫度低于(yu)或等于(yu)-20℃的受壓的管道組成(cheng)件,其環向應力小于(yu)或等于(yu)鋼(gang)材標準中屈服點(dian)的1/6,且(qie)不大于(yu)50MPa的工(gong)況。
5. 需(xu)熱(re)處理的材料,應(ying)在熱(re)處理后進行沖擊試驗。
6. 下(xia)列條件下(xia)的鋼板制(zhi)管子或管件的板材,應增加低溫(wen)沖擊試驗∶
a. 使用溫度(du)低(di)于0℃時(shi)∶厚度(du)大于25mm的20R;厚度(du)大于38mm的在(zai)本(ben)規(gui)范附錄(lu)A 表A.0.2中所列的低(di)合(he)金(jin)鋼但不包括低(di)溫鋼。
b. 使用溫度(du)低于(yu)-10℃時(shi)∶厚度(du)大(da)于(yu)12mm的(de)20R;厚度(du)大(da)于(yu)20mm的(de)16MnR、15MnVR和15MnVNR。
7. 在溫(wen)度下(xia)限(xian)以上使用有色金屬(shu)和它的合金材(cai)(cai)料時(shi),如填充金屬(shu)成分與母材(cai)(cai)成分不同(tong),焊接接頭(tou)應進行低溫(wen)拉伸(shen)試(shi)驗,延伸(shen)率(lv)應符合設計(ji)規定。
8. 制造廠已作(zuo)過(guo)沖擊試驗(yan)(yan)的材料(liao),但加工后經過(guo)熱處理(li)時,應進(jin)行低溫沖擊試驗(yan)(yan)。
9. 焊接結構中,對熱影響(xiang)區(qu)的低溫沖擊(ji)試(shi)驗可滿足對基體(ti)材(cai)料的沖擊(ji)試(shi)驗。
10. 材(cai)(cai)料沖(chong)(chong)擊(ji)試(shi)(shi)驗(yan)的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)(fa)應(ying)按現(xian)行國家標準《金屬夏比缺口沖(chong)(chong)擊(ji)試(shi)(shi)驗(yan)方(fang)(fang)法(fa)(fa)》GB/T229的(de)(de)規定(ding)。在(zai)低(di)溫(wen)下(xia)的(de)(de)沖(chong)(chong)擊(ji)功(gong)值應(ying)符合低(di)溫(wen)用材(cai)(cai)料標準或表4.3.10的(de)(de)規定(ding)。當沖(chong)(chong)擊(ji)功(gong)不(bu)相同(tong)的(de)(de)基體材(cai)(cai)料焊(han)接一起時,其沖(chong)(chong)擊(ji)試(shi)(shi)驗(yan)能量應(ying)符合較(jiao)小抗拉強度的(de)(de)基體材(cai)(cai)料的(de)(de)要(yao)求。
11. 試(shi)樣(yang)(yang)應(ying)從同批、同規格(ge)、同樣(yang)(yang)加工(gong)、焊接(jie)和熱處(chu)理條(tiao)件的材料中制取(qu)。
四、材料(liao)的使用要求(qiu)
1. 制造管道(dao)組成(cheng)件用鋼材應(ying)符(fu)合(he)下列(lie)規定∶
①. Q235-A材(cai)(cai)料宜(yi)用于(yu)C及D類(lei)流體管道(dao),設(she)(she)計壓力不(bu)宜(yi)大(da)于(yu)1.6MPa。Q235-A·F材(cai)(cai)料宜(yi)用于(yu)D類(lei)流體管道(dao),設(she)(she)計壓力不(bu)宜(yi)大(da)于(yu)1.0MPa。
②. 奧氏體不銹鋼使用溫度高于525℃時,鋼中含碳量不應小于0.04%。
③. 受壓管道組成件使用附錄A中表A.0.2所列的鋼板時,應對以下鋼板逐張進行超聲波檢測∶
a. 低溫鋼厚度大于20mm。
b. 20R及16MnR厚(hou)度大于30mm。
c. 其他(ta)低合金鋼厚度(du)大于25mm。以上質量不應(ying)低于Ⅲ級。
d. 對于調(diao)質(zhi)鋼(gang)板(ban)不(bu)論(lun)厚度多少(shao),均(jun)須檢測,質(zhi)量不(bu)應低于Ⅱ級。
④. 調質狀態供貨的鋼材,應按設計條件進行常溫或低溫沖擊試驗。
⑤. 鋼材的使用狀態應按本規范附錄A的規定。設計指定供貨狀態與國家現行材料標準的規定不同時,應在設計文件中注明。
⑥. 低溫管道用鋼應采用鎮靜鋼。
2. 鑄鐵(tie)類材料(liao)使用(yong)范圍應符(fu)合(he)下列規定∶
①. 球墨鑄鐵用作受壓部件時,其設計溫度不應超過350℃,設計壓力不應超過2.5MPa。在常溫下,設計壓力不宜超過4.0MPa。
②. 奧氏體球墨鑄鐵使用溫度不得低于-196℃。
③. 下述鑄鐵不宜在劇烈循環條件下使用。對過熱、機械振動及誤操作等采取防護措施時,可限制在下列范圍內使用∶
a. 灰鑄(zhu)(zhu)鐵件不(bu)宜使用于(yu)輸送B類(lei)(lei)流體的(de)管道(dao)上,在特殊情況下必須使用時,其設(she)(she)計(ji)(ji)溫度(du)不(bu)應(ying)高于(yu)150℃,設(she)(she)計(ji)(ji)壓力不(bu)應(ying)超過(guo)1.0MPa;C類(lei)(lei)流體管道(dao)使用灰鑄(zhu)(zhu)鐵件的(de)設(she)(she)計(ji)(ji)壓力不(bu)宜超過(guo)1.6MPa,設(she)(she)計(ji)(ji)溫度(du)不(bu)宜超過(guo)230℃;
b. 可鍛鑄(zhu)鐵用(yong)于(yu)(yu)(yu)C類流體管(guan)道,設(she)計(ji)溫(wen)度不應高(gao)于(yu)(yu)(yu)230℃,設(she)計(ji)壓(ya)力(li)不應大于(yu)(yu)(yu)2.5MPa;或用(yong)于(yu)(yu)(yu)設(she)計(ji)溫(wen)度為300℃時,設(she)計(ji)壓(ya)力(li)不應大于(yu)(yu)(yu)2.0MPa;用(yong)于(yu)(yu)(yu)B類流體管(guan)道,設(she)計(ji)溫(wen)度不應高(gao)于(yu)(yu)(yu)150℃,設(she)計(ji)壓(ya)力(li)不應大于(yu)(yu)(yu)2.5MPa;
c. 高(gao)硅鑄鐵不(bu)得用(yong)于B類流體。
3. 使用其(qi)他(ta)金屬材(cai)料(liao)應符合(he)下列規定∶
①. 在火災危險區內,不宜使用銅、鋁材料。
②. 鉛、錫及其合金管道不得用于B類流體。
③. 銅、鋁與其他金屬連接時,有電解液存在情況下,應考慮產生電化腐蝕的可能性。
4. 使用復合(he)金(jin)屬和襯里材料應符合(he)下列規定∶
①. 管道組成件由符合有關材料標準要求的整體復合鋼板制成時,其基層(外層)金屬和復層金屬應符合本規范第4.1節的規定。
a. 整體復合材料(liao)的管道(dao)耐壓強度計算(suan),可根據扣除所有厚度附(fu)加(jia)量后(hou)的基(ji)層(ceng)和復層(ceng)金屬的總(zong)厚度來(lai)計算(suan)。
b. 基層(ceng)和復層(ceng)金屬的許用應力(li)可按本規范附錄A的規定。但(dan)復層(ceng)金屬的許用應力(li)取(qu)值(zhi)不應大于基層(ceng)金屬的許用應力(li)值(zhi)。
②. 對于非整體結構的金屬復層或襯里的管道組成件,其基層金屬材料的厚度應符合耐壓強度計算的厚度,計算厚度不應包括復層或襯里的厚度。
③. 除本條的要求外,在本規范中對輸送不同流體的管道材料所作的各種限制,不適用于管道組成件的復層材料或襯里材料。復層或襯里材料和基層材料以及粘結劑應根據設計條件及流體性質選用。
④. 復層為奧氏體不銹鋼時,使用溫度不宜超過400℃。
⑤. 非金屬襯里材料的使用溫度范圍可按本規范附錄C 的規定。
5. 選擇連接(jie)接(jie)頭和輔(fu)助(zhu)材(cai)料諸如膠泥、溶(rong)劑、釬(han)焊材(cai)料、填(tian)料、襯墊(dian)及(ji)"O"形環、螺(luo)紋的(de)潤滑劑與(yu)密封劑等用(yong)以制作或用(yong)作密封接(jie)頭時(shi),對(dui)上述材(cai)料與(yu)所輸送流體應有相容性。
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